構(gòu)建電解-微生物燃料電池耦合系統(tǒng)處理偶氮染料廢水,考察了該系統(tǒng)的運(yùn)行性能。運(yùn)行結(jié)果表明:電解池的最優(yōu)運(yùn)行電壓為2.0 V,在此條件下,其對(duì)廢水中重氮基團(tuán)的破解和色度的去除效果最佳。該耦合系統(tǒng)對(duì)廢水色度和COD的去除率分別可達(dá)到91.0%和86%,且能夠輸出電壓（0.66±0.03） mV,產(chǎn)電性能良好。 

【文章來(lái)源】：工業(yè)水處理. 2020,40(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

電解-MFC裝置示意

由圖2可知，當(dāng)電解電壓由0.5 V升高至2.0 V時(shí)，苯胺黃去除率由（27.7±1.1）%逐漸升高至（83.4±2.7）%，色度去除率由（32.1±0.9）%升高至（86.4±3.5）%。這表明隨著電解電壓的升高，廢水中的大部分—N=N—基團(tuán)被破壞。當(dāng)電解電壓繼續(xù)升高至2.5 V和3.0 V時(shí)，苯胺黃去除率出現(xiàn)下降，分別下降至（80.5±2.8）%和（78.8±3.2）%，色度去除率分別下降至（78.6±1.9）%和（72.1±2.2）%。根據(jù)以前的同類研究，可以推斷去除效果下降是因?yàn)樵诟唠娊怆妷合率?yáng)極會(huì)發(fā)生溶解[8]。從圖2還可以看出，當(dāng)電解電壓<1.0 V時(shí)，隨著電解電壓的升高，電流效率增大；當(dāng)電解電壓>1.0 V時(shí)，隨著電解電壓的升高，電流效率迅速下降，這種現(xiàn)象與Haiming Zou等[9]的研究結(jié)果類似。在不同的電解電壓下，測(cè)定的電解池電流分別為0.78(0.5 V）、1.43(1.0 V）、3.37(1.5 V）、5.22(2.0 V）、9.87(2.5 V）、15.36 (3.0 V) m A，表明隨電解電壓的升高，系統(tǒng)能量損耗增加。盡管1.0 V電壓下的電解池電流效率最高，但考慮到苯胺黃和色度去除率，確定電解池的最佳運(yùn)行電壓為2.0 V。

MFC裝置整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程可分為3個(gè)階段，各階段輸出電壓的變化如圖3所示。第1階段運(yùn)行65 d，采用人工合成廢水為底物，以加快微生物的馴化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該階段當(dāng)運(yùn)行達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，輸出電壓穩(wěn)定在（0.45±0.04) m V左右。第2階段運(yùn)行35 d，采用人工合成廢水和電解池出水的混合廢水（體積比1∶1）為底物，以選擇性馴化產(chǎn)電微生物。結(jié)果表明，更換底物后，系統(tǒng)輸出電壓迅速下降至0.31 m V，表明突然改變的代謝環(huán)境和負(fù)荷沖擊會(huì)限制部分產(chǎn)電微生物的增值代謝；隨著運(yùn)行的推進(jìn)，產(chǎn)電微生物逐漸適應(yīng)新的代謝環(huán)境，輸出電壓逐漸升高并穩(wěn)定在（0.53±0.05) m V左右。第3階段運(yùn)行35 d，采用偶氮染料廢水為底物，進(jìn)一步馴化產(chǎn)電微生物的代謝活性。同樣的，該階段輸出電壓呈現(xiàn)出先下降后升高的趨勢(shì)，最終輸出電壓穩(wěn)定在（0.66±0.03) m V，表明產(chǎn)電微生物已適應(yīng)偶氮染料廢水的特性，MFC裝置呈現(xiàn)出良好的產(chǎn)電性能。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硫摻雜石墨烯電催化降解偶氮染料RBK[J]. 王冰鑫,于永波,黃灣,洪俊明,張倩.  化工進(jìn)展. 2019(12)
[2]臭氧處理分散染料生產(chǎn)廢水的效率與機(jī)理研究[J]. 孫志強(qiáng),袁東,韓廣業(yè),荊明陽(yáng),高燦柱,劉汝濤,牛啟桂.  工業(yè)水處理. 2020(01)
[3]高級(jí)還原技術(shù)處理偶氮染料廢水的研究[J]. 程愛(ài)華,張佳寶.  現(xiàn)代化工. 2019(04)
[4]微生物燃料電池處理含油廢水研究進(jìn)展[J]. 王剛,詹亞力,王赫名.  水處理技術(shù). 2017(07)
[5]生活污水有機(jī)負(fù)荷率對(duì)連續(xù)流單室無(wú)膜微生物電解池性能的影響[J]. 劉建,高平,張艷艷,吳亭亭,李大平.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]零價(jià)鋁還原處理偶氮染料活性藍(lán)222廢水[J]. 袁超,李磊,孫應(yīng)龍,王邦達(dá),徐輝,王毅.  環(huán)境科學(xué)研究. 2016(07)
[7]煤渣-Fenton聯(lián)用工藝處理偶氮染料廢水的研究[J]. 高麗娟,商志娟,王進(jìn)崗,姜程程,申婷婷,王西奎.  廣州化工. 2016(11)



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